加氢站建设方案探究

石家庄良村热电有限公司 河北 石家庄 052165

引言

随着世界氢能行业日新月异的发展,我国从国家到地方均对氢能产业发展给予了高度重视,提出了一系列切实可行的支持性政策措施。特别是近几年,我国迈出了追赶国际氢能发展潮流的坚定步伐,不断加大制氢、加氢、储氢等氢能技术的开发和应用支持力度,氢能产业发展迅猛,后发优势明显,已成为国际重要的氢能市场。

一、建设必要性

全球能源行业正经历着以低碳化、无碳化、低污染为导向的第三次能源变革。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源,是未来构建以清洁能源为主的多元能源供给系统的重要载体,氢能的开发、利用技术已成为新一轮世界能源技术变革的重要方向,也是交通业未来发展的战略制高点,对新时代能源转型发展具有重大意义。2017年以来,我国氢能产业加速发展,多地纷纷出台支持政策,实现了小规模全产业链应用示范,但随着产业规模与应用场景的增加,氢能基础设施(主要为加氢站)建设和供氢保障问题已成为制约整个产业持续发展的重要因素,也是抢占未来氢能市场的关键环节。在加氢站建设利用方面谋篇布局,眼光超前,抢占先机,能够起到示范引领、模式探索、积累经验、储备人才等作用,将为能源企业后续氢能市场的开拓、开发奠定坚实的基础。

二、方案设想

以加氢站为核心,结合多种能源利用方式,坚持清洁定位和创新引领,综合考虑市场发展,分阶段实施。

起步阶段(2020-2022年)。该阶段重点解决“能否”的问题。由于氢能应用市场刚刚起步,尚在培育阶段,没有盈利空间,应着眼长远、抢占先发优势,积累市场开发和运营管理经验,赢得政府支持,掌握氢能利用项目开发主动权。

此阶段应积极与交通管理部门、省会及区域中心城市等具有广泛社会影响的地区、部门沟通对接,根据市场情况,灵活选择与“三大油”、燃气公司等拥有站址资源的企业合作,优先考虑合建。

培育阶段(2022-2025年)。该阶段重点解决“有无”的问题。此时有政策明确扶持,有社会关注,公众认可度逐步提高,市场前景逐渐明朗,盈利空间逐步扩大,资金逐渐汇集。应在先期实验示范取得经验的基础上,利用资金、技术、经验优势,在空白区域谋局布点,填补空白,为抢占市场资源奠定基础,此时优先考虑自建。

成长阶段(2025-2035年)。该阶段重点解决“多少”的问题。由于政策、技术、市场和建设条件基本具备,用户市场快速增长,项目效益逐步释放,此时市场竞争激烈,应加大市场开发力度,增加投资,大力谋划布点,尽快增加站址数量,扩大市场规模和占有率。

成熟阶段(2035-2050年)。该阶段重点解决“优劣”的问题。市场成熟,管理规范,市场竞争主要依靠市场主体的经营管理优劣取胜。

三、方案构成

当前氢的来源主要有化石能源制氢、化工副产氢和可再生能源制氢。因此,方案构成可分为2种模式:一是购氢+加氢;二是制氢+加氢。

(一)制氢。分散式风电场、光伏电站等可再生能源制氢系统。

(二)加氢。加氢站的四大核心装备是氢气压缩机、高压储氢罐、加氢机和加氢站控制系统。

四、站址选择

(一)选择原则。一是侧重优先考虑良好的示范效应。由于当前氢能交通应用市场还处在培育期,氢燃料汽车还未普及,如果优先考虑示范效应,暂时不考虑收益情况,则应优先选址重点新区、区域中心城市、重点高速公路等能充分发挥宣传、示范、引领作用的地区。

二是示范效应和收益率要求相结合。可以借鉴当前城市电动公交系统成功运营的经验,在省会、重点新区、区域中心城市等影响力较大的地区,利用公共交通利用率高,能够均摊成本,且社会推广效果好,以及商用车行驶线路固定、车辆集中,建设配套加氢站比较容易的特点,与公交公司合作,谋划合建加氢站。兼顾示范效应和经济效益。

(二)等级选择。氢气加氢站的站址选择,应在符合城市规划和消防、节能、环保要求的前提下,优先布置在交通便利的地方。具体到加氢站等级,一级加氢站、一级加氢加(气、油)合建站应在城市建成区以外选址建设。另外,加氢加油合建站在按照GB50516加氢设计时,加油站标准要遵循GB50156汽车加油加气站设计与施工规范。选择思路:现有(或拟建)二级、三级加油站中来选址考虑合建加氢站。

五、合作方选择

按照加氢站特点,应优先考虑与负责高速规划建设的业主单位,如省级交通投资部门、省级高速管理部门等单位合作,争取站址资源。如与加油加气站合建,在争取站址资源的基础上,还应积极与“三大油”、燃气公司、公交公司、个体加油加气站等单位洽谈对接,寻求合作。

六、收益分析

由于当前氢能交通应用市场正在培育,氢燃料汽车还未普及,如果采取外购氢气建设加氢站,缺少协同制氢、储运氢、加氢等基础设施网络资源的优化配置,不易控制供氢成本,在没有补贴的情况下,很难实现盈利。如果借鉴当前城市电动公交系统成功运营的经验,在经济基础和建设条件较好的地区,与公交公司合作,谋划合建综合能源加氢站,实现示范效应和经济效益相结合,待市场成熟,技术瓶颈消除后,结合项目综合效益,在未来的氢能应用市场将会有不错的经济表现。

七、风险分析

(一)经营风险。经营风险因素:一是氢能应用市场成长缓慢,设备利用率低。二是制氢+加氢建设模式不能落地,氢源市场不能掌控,成本高企。三是场站合作方管理不规范,造成运营成本不可控。

(二)安全风险。当前国家仍将氢气划归危化品管理,相关设备的检测、监管的标准规范、法规和程序不健全,有待完善。管理、检测标准的不完善,审批、监管程序的不顺畅,以及与加油加气规范、标准的不统一,都是后续运营管理的不安全因素。

八、方案建议

根据氢气来源,加氢站建设模式可分为以下几种:

1.外购氢气,自主建设。

2.外购氢气,与加油、加气站合建。

3.自主制氢,自主建设。

4.自主制氢,与加油、加气站合建。

在当前氢能行业发展形势下,建议按照2-4-1-3的优先顺序对上述4种建设模式进行选择决策。